1
GIS & THẾ GIỚI THỰC
Hoàng Thanh Tùng
Bộ môn Tính toán Thủy văn
Bốn lĩnh vực hiện diện của GIS (4 M)
 Quan sát và đo đạc (Measuring) các thông số môi trường
 Xây dựng các bản đồ (Mapping) diễn tả các đặc tính nào đó
của trái đất
 Theo dõi (Monitoring) các diễn biến môi trường theo không
gian và thời gian
 Mô hình hoá (Modelling) các quá trình, diễn biến xảy ra trong
môi trường.

Đo đạc
Theo dõi

Bản đồ
T1
T2
T3
2
Các khái niệm địa lý cơ bản dùng trong GIS
6.2.1. Đối tượng rời rạc:
Để đơn giản hóa thế giới xung quanh bằng cách đặt tên
cho đối tượng, xem xét mọi đối tượng một cách đơn lẻ,
người ta sử dụng các đối tượng rời rạc. Đặc điểm nổi bật
của các đối tượng rời rạc là có thể đếm được.
Các đối tượng địa lý được nhận biết bởi chiều tồn tại của
chúng trong th
ế giới thực dưới các dạng sau: diện tích (hai
chiều), đường (một chiều), điểm (không chiều).

gian. Khía cạnh không gian và topo của dữ liệu địa lý chính
là điểm khác biệt rõ ràng nhất trong các hệ xử lý số liệu
không gian và các hệ xử lý số liệu thông dụng khác, ví dụ
như số liệu ngân hàng, thư viện.
 Dữ liệu không gian luôn được tham chiếu đế
n vị trí của đối
tượng trên bề mặt trái đất bằng cách sử dụng các hệ toạ
độ thông dụng.
 Mọi dữ liệu địa lý đều có thể được mô hình hoá thành ba
thành phần cơ bản của quan niệm không gian (topo) -
điểm, đường, vùng. Bất kỳ một đối tượng tự nhiên
nào về nguyên tắc đều được biểu diễn dưới dạng điểm,
đường, vùng và các thông tin đi kèm.
4
Mụ hỡnh hoỏ th gii hin thc vi GIS
Bảng 6.1. Các hình thức thể hiện dữ liệu địa lý
Hỡnh thc
c im
im éý ng Vựng
D liu c trýng
V trớ kho c hc éý ng giao
thụng
Vựng t
Cỏc i tý ng
din tớch
Tõm im vựng éý ũng ranh gii
hnh chớnh
Vựng iu tra
dõn s
Topo mng

Cú nhiu h to khỏc nhau.
Thnh phn phi khụng gian: l thnh phn cha ng cỏc
s liu v thuc tớnh c
a thc th. Cỏc thuc tớnh ny cú
th l nh lng hoc nh tớnh. Thnh phn phi khụng
gian cha ng cỏc thuc tớnh ca i tng a lý.
5
Mô hình hoá thế giới hiện thực với GIS
Cấp độ đo (loại dữ liệu)
khi sử dụng GIS là chúng ta cần hiểu bản đồ không
phải chỉ là một hiển thị bởi các đối tượng hình học như
là các vùng, đường và điểm, mà đó là một tập hợp các
dữ liệu số có các cấp đo (levels of measurement) và độ
chính xác (accuracy) khác nhau. Có năm loại dữ liệu,
hay nói cách khác là có năm cấp đo dữ liệu như sau:
 Cấp 1: Ghi danh
 Cấp 2: Cấp bậc
 Cấp 3: Chỉ số
 Cấp 4: Khoảng
 Cấp 5: Tỷ lệ
Cấp đo càng cao thì càng có nhiều phép tính chồng xếp
bản đồ có thể được phép thực hiện
6
Cấp độ đo (loại dữ liệu)
B¶ng 6.3. §Æc ®iÓm cña c¸c lo¹i (cấp đo) d÷ liÖu
Cấp đo
(Loại dữ liệu)
Định nghĩa Ví dụ
Ghi danh Con số ðý ợc dùng để ghi
danh

Các phý õng pháp phân tích
có thể thực hiện ðý ợc
Chức năng tý õng ứng
trong phần mềm ArcView
Ghi danh Phép kết hợp Logic Boolean
Cấp bậc Minimum, Maximum, Phép kết
hợp
Boolean, Minimize,
Maximize, Cross
Chỉ số Boolean, Đếm (Cộng), Nhân,
Phép kết hợp
Boolean, Cross, Minimize,
Maximize, Các phép toán
(Cộng và Nhân)
Khoảng Minimum, Maximum, Phép kết
hợp, Các phép số học
Boolean, Cross, Minimize,
Maximize, Các phép toán
Tỷ lệ Minimum, Maximum, Phép kết
hợp, Các phép số học
Boolean, Cross, Minimize,
Maximize, Các phép toán

7
Mô hình dữ liệu: Raster và Vector
Mô hình dữ liệu: Raster và Vector
Mô hình Raster
Trong mô hình raster, chúng ta chia thế giới thực ra làm
những điểm lưới. Các điểm lưới có thể mang một giá trị
thuộc tính nào đó dựa trên một hoặc vài hệ thống mã hoá.

thể hiện như một chuỗi các cung nối nhau. Trong vector
GIS các đối tượ
ng địa lý được thể hiện một cách rõ ràng và
kèm theo chúng là các thuộc tính chủ đề.
 Có những phương pháp khác nhau để tổ chức cơ sở dữ liệu
2 mặt này (mặt không gian và mặt thuộc tính chủ đề).
Thông thường, hệ thống vector bao gồm 2 thành phần:
thành phần quản lý dữ liệu không gian và thành phần quản
lý dữ liệu chuyên đề. Hệ thống này được gọi là hệ thống tổ
chức hybrid.
 Trong mô hình vector, d
ữ liệu địa lý được thể hiện dưới
dạng các toạ độ. Các đơn vị cơ bản của thông tin không gian
là điểm, đường (cung) và vùng.
Mô hình dữ liệu: Raster và Vector
Mô hình Vector
10
Mô hình dữ liệu: Raster và Vector
Mô hình Vector
Các mô hình lưu trữ điển hình gồm:
 Cấu trúc liệt kê toạ độ 'spaghetti'
 Cấu trúc từ điển vertex
 Cấu trúc mã hoá đôi độc lập bản đồ DIME
 Cấu trúc cung/nút ARC/NODE

Mô hình dữ liệu: Raster và Vector
Mô hình Vector

Mô hình dữ liệu: Raster và Vector
Mô hình Vector
Cấu trúc cung/nút (ARC/NODE)
Tệp thông tin lưu trữ tất cả các thông tin cần thiết về cung, bao
gồm:
 Mã khoá cung
 Mã khoá điểm nút đầu
 Mã khoá điểm nút cuối
 Mã khóa vùng ở phía bên phải của cung
 Mã khoá vùng ở phía bên trái của cung
 Toạ độ X/Y của điểm nút đầu, điểm nút cuối
 Toạ độ X/Y của tất cả các điểm rẽ
Điểm nút chứa đựng thông tin topo quan trọng vì nó là điểm giao
nhau của các đối tượng đường. Trong cấu trúc dữ liệu Arc/Node thì
đối tượng điểm cũng có thể được coi như một đường với điểm nút
đầu và cuối có cùng một toạ độ X/Y.
13
Mô hình dữ liệu: Raster và Vector
Mô hình Vector
Quan hệ topo có ý nghĩ quan trọng sau đây (Zerger, 2000):
 Cho phép thực hiện các phép phân tích đòi hỏi thông tin về sự
kết nối giữa các phần tử đường;
 Cho phép thực hiện các quá trình cần sử dụng dữ liệu về tính
thứ tự của các đối tượng đường;
 Cho phép xác định tính chất của các đơn vị vùng kề sát;
 Cho phép tự động hoá một số quá trình phát hiện lỗi;
 Làm thuận tiện h
ơn các phép tìm kiếm trong các bài toán vùng
lân cận (neighbourhood);
 Làm thuận tiện hơn việc truy cập các phần tử thuộc tính gắn liền

thể hiện bản đồ giống với bản đồ
vẽ tay truyền thống.
4. Thích hợp với dữ liệu toạ độ, đo
đạc trực tiếp.

14
So sánh mô hình dữ liệu Raster và Vector
Nhýợc điểm:
1. Dữ liệu cồng kềnh (dung lý ợng
lớn, chiếm nhiều bộ nhớ - tuy
vậy kỹ thuật nén có thể giải
quyết vấn đề này)
2. Mối quan hệ topo khó có thể thể
hiện ðý ợc với cấu trúc raster.
Do vậy các bài toán mạng rất
khó thực hiện.
3. Bản đồ raster trình bày không
đẹp mắt nhý ðối với bản đồ
vector vì ðý ờng ranh giới vùng
hiện diện ở dạng g
ẫy gấp (dạng
ô) chứ không trõn tru nhý bản
đồ vẽ tay. Điều này chỉ ðý ợc
khắc phục một phần bằng cách
tăng mật độ ô (mắt lý ới) tuy
nhiên có thể dẫn đến việc tăng
quá lớn dung lý ợng file.
4. Độ chính xác có thể giảm nếu
sử dụng kích thý ớc mắt lý ới
không hợp lý